Учёные завершили вторую полную карту мозга плодовой мушки, выявив различия по полу
Исследователи из Института Джанелии и Google завершили полную карту связей мозга самца плодовой мушки, дополнив созданную ранее в этом году карту мозга самки, что позволило выявить нейронные различия между полами.
Учёные Кампуса исследований Джанелии Института медицины Говарда Хьюза совместно со специалистами Google завершили полное картирование всех нейронов и связей в мозге самца плодовой мушки — так называемый коннектом. Это уже второе подобное достижение: ранее в этом году был завершён коннектом мозга самки Drosophila.
Нервная система плодовой мушки насчитывает около 150 000 нейронов, однако в новой работе только в мозге было обнаружено более 300 миллионов синаптических связей. Для построения карты исследователи разрезали препарированный мозг на множество равномерных тонких срезов и получили их изображения с помощью электронной микроскопии. Модели искусственного интеллекта затем цифровым способом сшивали срезы, отслеживали отдельные клетки в трёхмерном пространстве, а также распознавали и классифицировали синапсы. Специалисты-корректоры давали обратную связь для настройки чувствительности этих моделей. Весь процесс — от целого мозга до готового коннектома — занял около четырёх лет и потребовал команды примерно из 50 человек.
Различия между мозгом самцов и самок
Сравнив коннектомы самца и самки, исследователи выявили 289 нейронов, характерных только для самцов, 71 — только для самок, и 138 нейронов, присутствующих у обоих полов, но отличающихся по форме и связям. Большинство этих различий связано с активностью генов doublesex и fruitless, которые, как известно, определяют специфичное для пола поведение, хотя связь не всегда была прямой.
Команда также обнаружила, что специфичные для пола нейроны обычно действуют не в зонах базовой сенсорной обработки или моторного контроля, а в цепях более высокого уровня обработки информации и принятия решений.
По мнению исследователей, коннектомы ускорят нейробиологические исследования, позволяя учёным быстро выяснять, как конкретный нейрон связан с другими структурами мозга. Разработанные в ходе проекта методы также должны помочь в будущем картировании более сложных нервных систем, включая, возможно, мозг позвоночных.
